【正文】 自動等運(yùn)行方式。 （ 2） 機(jī)械手下降 當(dāng) 機(jī)械手 在 原點時，按下啟動按鈕就可以使機(jī)械手下降，當(dāng)碰到下限位開關(guān)時，進(jìn)行下一個動作。 （ 4）上升 當(dāng)已經(jīng)達(dá)到之前設(shè)定的時間后，夾緊已經(jīng)完成，機(jī)械手開始上升，當(dāng)達(dá)到上限位開關(guān)后，進(jìn)行下一個動作。 （ 6） 機(jī)械手下降 當(dāng)機(jī)械手碰到右限為開關(guān)后，機(jī)械手開始下降，當(dāng)碰到下限位開關(guān)后，進(jìn)入下一個動作。 （ 8）機(jī)械手上升 當(dāng)已經(jīng)達(dá)到設(shè)定的時間后，機(jī)械手開始上升，當(dāng)其碰到上限位開關(guān)也就是碰了 右限位開關(guān)時，進(jìn)入下一個動作過程中。 機(jī)械手動作示意如圖 21。該方法的好處是形象、直觀、易于使用、條理清楚，而且之后調(diào)試和修改 也較為方便。對于類似本次設(shè)計那樣，需控制較多變量而且動作較多的情況，順序控制設(shè)計法因為直觀和條理性較強(qiáng)的優(yōu)勢，是首選的方法。 4 整個設(shè)計過程的總體步驟 ，列出輸入輸出列表，畫出電路圖。 PLC 程序編寫。下載程序 PLC 程序，修改優(yōu)化。從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數(shù)選型。還需要一個停止按鈕 用來處理現(xiàn)在任何 情況下的停止運(yùn)行。 手動控制輸入信號由 9 個按鈕組成，下降按鈕上升按鈕、 夾緊按 鈕、左移按鈕、右移按鈕、放松按鈕、回原點按鈕、自動起動按鈕和停止按鈕。 (二 )電源的選擇 PLC 的供電電源，除了引進(jìn)設(shè)備時同時引進(jìn) PLC 應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品說明書要求設(shè)計和選用外，一般 PLC 的供電電源應(yīng)設(shè)計選用 220VAC 電源，與國內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。 5 如果 PLC 本身帶有可使用電源時，應(yīng)核對提供的電流是否滿足應(yīng)用要求，否則應(yīng)設(shè)計外接供電電源。 （三） PLC 容量的選擇 存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。 綜上所述可選擇 FX2N48MR001 就可以滿足要求。壓力決定于外載荷，流量取決于液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動速度和結(jié)構(gòu)尺寸。 ⑵ .手爪執(zhí)行液壓缸工作壓力計算 手爪要能抓起工件必須滿足： GkkkN 321? （ 36） 式中， N 為所需夾持力； 1k 安全系數(shù)，通常取 ~2； 2k 為動載系數(shù)，主要考慮慣性力的影響可按 gak ??12 估算， a 為機(jī)械手在搬運(yùn)工件過程的加速度 2/sm ， 2/ sma? ， g 為重力加速度； 3k 方位系數(shù)，查表選取 13?k ； G 被抓持工件的重量 30kg ； 帶入數(shù)據(jù)，計算得： NN 120? ； 理論驅(qū)動力的計算： ???12 NRbp （ 37） 式中， p 為柱塞缸所需理論驅(qū)動力； b 為夾緊力至回轉(zhuǎn)支點的垂直距離； R 為扇形齒輪分度圓半徑； N 為 手指夾緊力； ? 齒輪傳動機(jī)構(gòu)的效率，此處選為 ； 其他同上。帶入數(shù)據(jù)，計算得： NFc 920? 而液壓缸的工作驅(qū)動力是由缸內(nèi)油壓提供的，故有 APFc ?? （ 39） 式中， P 為柱塞缸工作油壓； A 為柱塞截面積； 經(jīng)計算，所需的油壓約為： MPa3 （ 3） .液壓泵的計算 ① 確定液壓泵的實際工作壓力 p ???? 11 ppp p （ 312） 式中， 1p 計算工作壓力，前以定為 MPa4 ； ??1p 對于進(jìn)油路采用調(diào)速閥 的系統(tǒng)，可估為（ ~） MPa ，這里取為 1MPa 。 vAq ???max （ 315） 經(jīng)計算得 maxq = min/L 帶入上式得 m i n/ Lq p ??? ③ 確定液壓泵電機(jī)的功率 9 ????? 602 m axqpP p工 （ 316） 式中， maxq 為最大運(yùn)動速度下所需的流量，同前，取為 min/L ； p 液壓泵實際工作壓力， 5MPa ； ? 為液壓泵總效率，取為 ； 帶入數(shù)據(jù)計算得： 工P = 。 各元器件 選擇及 具體型號和相應(yīng)參數(shù) 根據(jù)條件的分析，并通過各種途徑和資料，進(jìn)行各種元器件的選擇，同時確定工具和材料。 （ 2） 儀表： MF47 型萬用表 （ 3） 器材：控制板；導(dǎo)線規(guī)格：動力電路采用 mm^2 塑銅線（黑色），控制電路采用 BVR1 mm^2 塑銅線（紅色），控制按鈕 ,電 路采用 BVR1 mm^2 塑銅線（紅色），接地線采用 BVR 塑銅線（黃綠雙色，截面至少 mm^2） 。 （ 4）元件明細(xì) 元件明細(xì)表見表 31 表 31 元件明細(xì)表 序號 名稱 型號與規(guī)格 單位 數(shù)量 備注 11 1 編程程序控制器 FX2N48MR001 臺 1 2 計算機(jī) 自定 臺 1 3 繪圖工具 自定 套 1 4 繪圖紙 B4 張 4 5 組合開關(guān) HZ1025/3 個 1 6 交流接觸器 CJ1020 個 5 7 位置開關(guān) LX19111 個 4 8 熱繼電器 JR1620/3D 個 1 9 熔斷器及配套熔芯 R015 4A/500V 套 2 10 三聯(lián)開關(guān) LA103H 個 3 11 接線端子 JX21015 條 若干 備注： 可編程控制器 FX2N48MR001， 24 點輸入， 24 點輸出， 供電 電壓 AC220V，內(nèi)置存儲器 8kb，可擴(kuò)展到 16kb，最大可擴(kuò)展 256 個 I/O 點。 交流接觸器 CJ1020，線圈電壓 220V，額定電流 20A，輔助觸點 8。 熱繼電器 JR1620/3D，額定電壓 380V 及以下 ，電流 。 接線端子 JX21015，額定電壓 380V 及以下 ，額定電流 10A， 15 節(jié)。 (1) I/O 分配。列出外部 I/O 信號與 PLC 的 I/O 端地址編號對照表，如表 32 所示。 圖 31 I/O 的接線圖 15 操作面板的設(shè)計 根據(jù)控制要求，其工作方式共有五種，由于五種方式不是同時運(yùn)行，為了操作明確，要設(shè)置切換裝置。啟動和急停按鈕與 PLC 運(yùn)行程序無關(guān)。根據(jù)控制要求和安全需要， 設(shè)計控制面板。機(jī)械手具有手動、自動和回原位、單步、單周期五種工作方式，用開關(guān) SA 進(jìn)行選擇。 操作面板如圖 32。系統(tǒng)程序一般包括系統(tǒng)診斷程序、輸入處理程序、編譯程序、信息傳送程序、監(jiān)控程序等。在 PLC 的應(yīng)用中，最重要的是用 PLC 的編程語言來編寫用戶程序，以實現(xiàn)控制目的。 PLC 編程語言是多種多樣的，對于不同生產(chǎn)廠家、不同系列的 PLC產(chǎn)品采用的編程語言的表達(dá)方式也不相同，但基本上可歸納兩種類型：一是采用字符表達(dá)方式的編程語言，如語句表等；二是采用圖形符號表達(dá)方式編程語言，如梯形圖等。 17 FX 系列 PLC 的狀態(tài)初始化指令 IST 的功能指令編號為 FNC60，它與 STL 指令一起使用，專門用來設(shè)置有多種工作方式的控制系統(tǒng)的初始狀態(tài)和設(shè)置有關(guān)的特殊輔助繼電器的狀態(tài)，可以大大簡化復(fù)雜的順序控制程序的設(shè)計。 本論文 設(shè)計系統(tǒng)的初始化程序如下圖 41 所示，用來設(shè)置初始狀態(tài)和原點位置條件 。 18 表 41 輸入繼電器功能對照表 輸入繼電器 功能 輸入繼電器 功能 X020 手動 X024 自動運(yùn)行 X021 回原點 X025 回原點啟動 X022 單步運(yùn)行 X026 自動啟動 X023 單周期運(yùn)行 X027 停止 X020X024中 同時只能有一個處于接通狀態(tài)，必須使用選擇開關(guān)，以保證這 5 個輸入不可能同時為 ON。 表 42 特殊輔助繼電器、狀態(tài)繼電器功能對照表 特殊輔助繼電器 功能 狀態(tài)繼電 器 功能 M8040 禁止 狀態(tài)轉(zhuǎn)移 S0 手動操作狀態(tài)初始化 M8041 允許狀態(tài)轉(zhuǎn)移 S1 回原點操作狀態(tài)初始 化 M8042 產(chǎn)生脈寬為一個掃描 周期的起動脈沖 S2 自動操作狀態(tài)初始化 M8043 回原點完成 M8044 原點條件 M8045 禁止輸出復(fù)位 M8046 STL 狀態(tài)動作 M8047 STL 監(jiān)視有效 如果改變了當(dāng)前選擇的工作方式，在“回原點方式”